DE3888273T3

DE3888273T3 - Medical apparatus for treatment with ultrasound.

Info

Publication number: DE3888273T3
Application number: DE3888273T
Authority: DE
Inventors: Satoshi C O Patent Divisi Aida; Akihiro C O Patent Di Ishiguro; Nobuyuki C O Patent Divi Iwama; Syuzi C O Patent Divisi Suzuki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2008-09-30
Also published as: EP0310380B1; EP0310380B2; EP0310380A3; EP0310380A2; DE3888273T2; DE3888273D1; US4960107A

Description

Medical device for treatment with ultrasound

Die Erfindung bezieht sich auf ein medizinisches Ultraschall- Behandlungsgerät für die Verwendung bei der Verabf olgung einer medizinischen Behandlung eines menschlichen Körpers mit Ultraschallenergie und insbesondere auf einen Applikator für die Verwendung bei einer solchen Behandlung.The invention relates to a medical ultrasound treatment device for use in administering a medical treatment to a human body using ultrasound energy and in particular to an applicator for use in such a treatment.

Ein Stoßwellengerät für die Zerstörung von Kalksteinen (Nierensteinen) hat praktische Anwendung gefunden. Das Gerät nutzt Stoßwellenenergie, die durch eine elektrische Entladung oder durch Explosion erzeugt wird. Jedoch ist in den jüngsten Jahren die Verwendung einer fokussierten Ultraschallenergie zur Zerstörung von Steinen im menschlichen Körper praktisch durchführbar geworden. Dieses Verfahren hat größeres Interesse als Ersatz für die Verwendung von Stoßwellenenergie gefunden. Dies deshalb, weil die Verwendung von Ultraschallenergie zu einer nennenswerten Reduzierung bei der Größe und den Herstellungskosten von Geräten zur Zerstörung von Steinen führen kann. Zusätzlich erfordert ein solches Gerät im wesentlichen keine wegwerfbaren Materialien.A shock wave device for the destruction of calculi (kidney stones) has found practical application. The device uses shock wave energy generated by an electrical discharge or by explosion. However, in recent years, the use of focused ultrasonic energy to destroy stones in the human body has become practically feasible. This method has attracted greater interest as a substitute for the use of shock wave energy. This is because the use of ultrasonic energy can lead to a significant reduction in the size and manufacturing cost of stone destruction devices. In addition, such a device essentially requires no disposable materials.

Der konventionelle Applikator für die Verwendung bei einem Gerät zur Zerstörung von Steinen hat ein sphärisches piezoelektrisches Element, das Ultraschallenergie erzeugt und konzentriert dieselbe auf einen Brennpunkt davon; siehe z.B:. EP-A- 0 209 05, Fig. 14.The conventional applicator for use in a stone destroyer has a spherical piezoelectric element which generates ultrasonic energy and concentrates it to a focal point thereof; see e.g.: EP-A-0 209 05, Fig. 14.

Das Gerät zum Zerstören von Steinen mit piezoelektrischem Wandler verwendet generell akustische Energie, die kleiner als diejenige ist, die durch ein Gerät mit elektrischen Entladungs- Stoßwellen erzeugt wird, wenn beide einen Applikator von derselben Fläche haben. Folglich ist, um die notwendige akustische Energie zu erhalten, ein piezoelektrisches Element erforderlich, das eine relativ kleinere Fläche hat. Jedoch wird ein solches piezoelektrisches Element üblicherweise aus einem keramischen Werkstoff hergestellt. Folglich ist die Größe eines einzigen konkaven piezoelektrischen Elements unvermeidlich begrenzt. Deshalb wird eine Vielzahl piezoelektrischer Einheitselemente so kombiniert, daß als Kombination die notwendige Fläche gebildet wird.The stone breaking device with piezoelectric transducer generally uses acoustic energy smaller than that generated by an electric discharge shock wave device when both have an applicator of the same area. Consequently, in order to obtain the necessary acoustic energy, a piezoelectric element having a relatively smaller area is required. However, such a piezoelectric element is usually made of a ceramic material. Consequently, the size of a single concave piezoelectric element is inevitably limited. Therefore, a plurality of unit piezoelectric elements are combined so that the necessary area is formed as a combination.

Fig. 4a bis 4c zeigen konventionelle Applikatoren, die durch die Kombination piezoelektrischer Einheitselemente hergestellt worden sind. Fig. 4a zeigt einen Applikator, der durch Kombination einer Vielzahl kreisförmiger konkaver piezoelektrischer Elemente la bis ig gebildet wird, welche alle dieselbe Größe haben. In diesem Fall gibt es Lücken zwischen den aneinandergrenzenen Elementen la bis ig. Folglich verringern diese Lücken den Raumfaktor des Applikators. Fig. 4b zeigt einen Applikator, der durch Kombination einer Vielzahl sechseckiger konkaver Elemente 2a bis 2g hergestellt worden ist. Dieser Applikator hat einen Raumfaktor, der höher als der des Applikators von Fig. 4a ist.Fig. 4a to 4c show conventional applicators made by combining unit piezoelectric elements. Fig. 4a shows an applicator formed by combining a plurality of circular concave piezoelectric elements la to ig, all of which have the same size. In this case, there are gaps between the adjacent elements la to ig. Consequently, these gaps reduce the space factor of the applicator. Fig. 4b shows an applicator made by combining a plurality of hexagonal concave elements 2a to 2g. This applicator has a space factor higher than that of the applicator of Fig. 4a.

Jedoch ist der Außendurchmesser dieses Applikators begrenzt. Darüberhinaus ist oft an der Mitte dieses Applikators ein Loch für das Einsetzen einer Ultraschall-Bildsonde vorgesehen. Folglich verringert sich der Raumfaktor dieses Applikators am Umfang davon. Fig. 4c zeigt einen Applikator, der mit Hilfselementen geringer Größe 3a bis 3f versehen ist, die den Umfang desselben auffüllen. Jedoch sind im allgemeinen die einzelnen Elemente entsprechend mit einer Vielzahl gesonderter Treiberschaltungen verbunden. Folglich wird, wenn eine Vielzahl von Elementen, die unterschiedliche Oberflächen haben, verwendet werden, die elektrische Ladung solcher Treiberschaltungen proportional zu den entsprechenden Oberflächengrößen variiert. Folglich ist eine Vielzahl von Treiberschaltungen erforderlich, deren Spezifikation voneinander abweicht. Das Ergebnis ist, daß das Gerät schwerfällig und kompliziert wird. Darüberhinaus steigert dies die Herstellungskosten desselben.However, the outer diameter of this applicator is limited. Moreover, a hole is often provided at the center of this applicator for inserting an ultrasonic imaging probe. Consequently, the space factor of this applicator is reduced at the periphery thereof. Fig. 4c shows an applicator provided with small-sized auxiliary elements 3a to 3f filling up the periphery thereof. However, in general, the individual elements are respectively connected to a plurality of separate driving circuits. Consequently, when a plurality of elements having different surfaces are used, the electric charge of such driving circuits varies in proportion to the respective surface sizes. Consequently, a large number of driving circuits are required, the specifications of which differ from one another. The result is that the device becomes cumbersome and complicated. Moreover, this increases the manufacturing cost of the device.

Fig. 5 zeigt einen anderen konventionellen Applikator für die medizinische Ultraschallbehandlung. In Fig. 5 hat ein Applikator für eine medizinische Ultraschallbehandlung 4 eine Grundplatte 5. Die Innenfläche von Grundplatte 5 wird in kugelförmiger Gestalt gebildet. Wie man aus der Zeichnung sehen kann, ist eine Vielzahl von Elementeeinheiten 6 aus gleichseitigen Sechsecken miteinander kombiniert und haftet an der Grundplatte 5 so, daß ein Applikator 4 gebildet wird. Die Vielzahl von Elementeeinheiten 6 ist so befestigt, das Ultraschallenergie, die von diesen Elementen 6 erzeugt wird, genau auf einen Brennpunkt fokussiert wird. Folglich funktioniert, wenn die Elementeeinheiten 6 einmal genau befestigt worden sind, der Applikator für die medizinische Ultraschallbehandlung stabil, ohne aus dem Brennpunkt auszuwandern und ist frei von einer unerwünschten Streuung der Ultraschallenergie.Fig. 5 shows another conventional medical ultrasonic treatment applicator. In Fig. 5, a medical ultrasonic treatment applicator 4 has a base plate 5. The inner surface of the base plate 5 is formed into a spherical shape. As can be seen from the drawing, a plurality of element units 6 made of equilateral hexagons are combined with each other and adhered to the base plate 5 so as to form an applicator 4. The plurality of element units 6 are fixed so that ultrasonic energy generated by these elements 6 is precisely focused on a focal point. Consequently, once the element units 6 are precisely fixed, the medical ultrasonic treatment applicator functions stably without drifting from the focal point and is free from undesirable scattering of the ultrasonic energy.

Jedoch sind, wie vorstehend beschrieben, die Elementeeinheiten 6 aus einem keramischen Werkstoff hergestellt. Folglich sind diese Elemente 6 empfindlich gegenüber einer Beschädigung während des Herstellungsprozesses des Applikators oder bei dessen Betreiben. Tatsächlich ist es nicht selten der Fall, daß selbst wenn der Applikator für die medizinische Behandlung 4 benutzt wird, festgestellt wird, daß einige der Elementeeinheiten 6 schadhaft sind. Solche schadhaften Elementeeinheiten 6 vermindem die Erzeugung von Ultraschallenergie. Darüberhinaus sind die Elementeeinheiten 6 an der Grundplatte 5 so befestigt, daß sie damit eine Einheit bilden. Folglich muß der gesamte Applikator 4 für die medizinische Ultraschallbehandlung als solcher ersetzt werden. Anderenfalls kann das maximale Leistungsvermögen desselben nicht vollständig gewährleistet werden.However, as described above, the element units 6 are made of a ceramic material. Consequently, these elements 6 are susceptible to damage during the manufacturing process of the applicator or during its operation. In fact, it is not uncommon that even when the medical treatment applicator 4 is used, some of the element units 6 are found to be defective. Such defective element units 6 reduce the generation of ultrasonic energy. Moreover, the element units 6 are attached to the base plate 5 so as to form a unit therewith. Consequently, the entire medical ultrasonic treatment applicator 4 as such must be replaced. Otherwise, the maximum performance may not be achieved. the same cannot be fully guaranteed.

Wie vorstehend beschrieben, gibt es bei dem konventionellen Applikator für eine medizinische Ultraschallbehandlung Probleme wie folgt. Wenn eine Vielzahl von Elementeeinheiten, die in Größe und Form identisch sind, verwendet wird, dann nimmt der Raumfaktor des Applikators ab. Wenn eine Vielzahl von Elementeeinheiten verwendet wird, deren Flächengröße voneinander verschieden ist, werden die Treiberschaltungen davon kompliziert.As described above, the conventional applicator for medical ultrasonic treatment has problems as follows. When a plurality of element units identical in size and shape are used, the space factor of the applicator decreases. When a plurality of element units whose area sizes are different from each other are used, the driving circuits thereof become complicated.

Darüberhinaus wird bei dem konventionellen Applikator für eine medizinische Ultraschallbehandlung eine Vielzahl von Elementeeinheiten an der Grundplatte befestigt, damit die Brennpunkte dieser Elemente unveränderlich miteinander übereinstimmen. Dies verursacht jedoch Nachteile insofern, daß selbst wenn nur ein Teil der Elementeeinheiten schadhaft wird, der gesamte Applikator ersetzt werden muß.In addition, in the conventional applicator for medical ultrasound treatment, a large number of element units are attached to the base plate so that the focal points of these elements are invariably aligned with each other. However, this causes disadvantages in that even if only a part of the element units becomes defective, the entire applicator must be replaced.

Demgemäß ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, für ein Gerät zur medizinischen Ultraschallbehandlung mit einem Applikator zu sorgen, der einen maximalen Raumfaktor innerhalb der spezifizierten Gestalt desselben hat.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a medical ultrasound treatment device having an applicator having a maximum space factor within the specified shape thereof.

Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, für ein Gerät zur medizinischen Ultraschallbehandlung zu sorgen, das leicht die Ultraschallenergie, die durch ein Ultraschallelement erzeugt wird, auf einem maximalen Betrag halten kann.Another object of the present invention is to provide a medical ultrasound treatment apparatus that can easily maintain the ultrasonic energy generated by an ultrasonic element at a maximum level.

Demgemäß sorgt die vorliegende Erfindung für ein Gerät zur medizinischen Ultraschallbehandlung, welches umfaßt: eine Ultraschall-Wandlerbaueinheit (11) für das Abstrahlen von Ultraschallenergie, wobei dieser Wandler eine Vielzahl von Wandler-Elementeeinheiten (13, 14) von zwei oder mehr verschiedenen Formen beinhaltet, wobei aber alle eine Oberfläche haben, die im wesentlichen gleich ist, und wobei jedes Element einzeln abnehmbar ist.Accordingly, the present invention provides an apparatus for medical ultrasound treatment comprising: an ultrasonic transducer assembly (11) for emitting ultrasonic energy, said transducer including a plurality of transducer element units (13, 14) of two or more different shapes, but all having a surface area which is substantially the same, and each element being individually removable.

Short description of the drawings

Eine vollständigere Einschätzung der Erfindung und viele der damit verbundenen Vorteile erhält man leicht, wobei dieselbe besser durch Verweis auf die folgende detaillierte Beschreibung verstanden wird, wenn man sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet, wobei:A more complete appreciation of the invention and many of the attendant advantages may be readily obtained and the same will be better understood by reference to the following detailed description when considered in connection with the accompanying drawings in which:

Fig. 1 eine Grundrißansicht ist, die eine Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;Fig. 1 is a plan view illustrating an embodiment according to the present invention;

Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Rückseitenansicht der Ausführungsform von Fig. 1 ist;Fig. 2 is a partially enlarged rear view of the embodiment of Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie A - A von Fig. 1 ist;Fig. 3 is a sectional view taken along the line A - A of Fig. 1 ;

Fig. 4a bis 4c Grundrißansichten konventioneller Beispiele sind; undFig. 4a to 4c are plan views of conventional examples; and

Fig. 5 eine Grundrißansicht ist, die ein anderes konventionelles Beispiel veranschaulicht.Fig. 5 is a plan view illustrating another conventional example.

Description of the preferred embodiments

Jetzt wird unter Verweis auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen identische oder entsprechende Teile bei allen verschiedenen Ansichten und speziell bei Fig. 1 bezeichnen, eine Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben.An embodiment of this invention will now be described with reference to the drawings, in which like reference characters designate identical or corresponding parts throughout the several views, and particularly to Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein piezoelektrisches Element 11 eines Applikators (im Nachstehenden einfach als Element bezeichnet) in einer kreisförmigen konkaven Gestalt mit einem Durchmesser von ungefähr 40 cm ausgebildet. Am mittleren Teil des Elementes 11 ist ein Loch 12 mit einem Durchmesser von ungefähr 8 cm vorgesehen.In Fig. 1, a piezoelectric element 11 of an applicator (hereinafter referred to simply as an element) is formed into a circular concave shape with a diameter of about 40 cm. At the central part of the element 11, a hole 12 with a diameter of about 8 cm is provided.

Dieses Loch 12 wird für das Einsetzen einer (nicht gezeigten) Ultraschall-Bildsonde verwendet.This hole 12 is used for inserting an ultrasound imaging probe (not shown).

Das Element 11 wird durch sechzehn piezoelektrische Elementeeinheiten (im Nachstehenden einfach als Elementeeinheit bezeichnet) unterschiedlicher Form gebildet. Es sind nämlich acht Elementeeinheiten 13a bis 13h und acht Elementeeinheiten 14a bis 14h vorgesehen. Speziell ist die Gestalt der beiden Arten so ausgebildet, daß die gesamte Gestalt von Element 11 radial in acht Teile unterteilt wird. Weiterhin sind die so unterteilten acht Teile entsprechend in zwei Teile konzentrisch bezogen auf das Mittelloch 12 unterteilt. Die acht Teile innerhalb des konzentrischen Kreises sind fächerförmige Elementeeinheiten 13a bis 13h. Die acht Teile außerhalb des konzentrischen Kreises sind fächerförmige Elementeeinheiten 14a bis 14h. Der Durchmesser des konzentrischen Kreises wird so bestimmt, daß alle Elementeeinheiten 13a bis 13h und 14a bis 14h in Fläche oder Größe identisch sind.The element 11 is formed by sixteen piezoelectric element units (hereinafter referred to simply as element unit) of different shapes. Namely, there are eight element units 13a to 13h and eight element units 14a to 14h. Specifically, the shape of the two types is designed so that the entire shape of the element 11 is radially divided into eight parts. Further, the eight parts thus divided are correspondingly divided into two parts concentrically with respect to the center hole 12. The eight parts inside the concentric circle are fan-shaped element units 13a to 13h. The eight parts outside the concentric circle are fan-shaped element units 14a to 14h. The diameter of the concentric circle is determined so that all the element units 13a to 13h and 14a to 14h are identical in area or size.

Hier sind die vorderen Elektroden dieser Elementeeinheiten 13a bis 13h und 14a bis 14h gemeinsam mit einem Massepotential verbunden. Folglich können sie ohne elektrische Isolierung verbunden werden.Here, the front electrodes of these element units 13a to 13h and 14a to 14h are connected together to a ground potential. Consequently, they can be connected without electrical insulation.

Jedoch sind die rückseitigen Elektroden 15 dieser Elemente gesondert mit den entsprechenden Treiberschaltungen so verbunden, daß sie Signalspannungen von 2 bis 4 kV erhalten. Wenn die einzelnen Elementeeinheiten gesondert durch die entsprechenden Treiberschaltungen betätigt werden, treten Potentialdifferenzen zwischen aneinandergrenzenden Elementen auf, weil die Signale nicht phasengleich sind. Um einen Kurzschluß zwischen diesen Potentialdifferenzen zu verhüten, sind Teile 16 ohne Elektrode zwischen den entsprechenden aneinandergrenzenden Elementen vorgesehen. Die elektrodenlosen Teile 16 haben eine Breite von ungefähr 1 mm oder mehr, wie in Fig. 2 gezeigt. Diese Elementeeinheiten sind elektrisch isoliert. Jedoch sind sie in engem Kontakt aufgebaut. Folglich kann der Applikator bei dieser Aus führungsform einen stabilen Aufbau erhalten.However, the rear electrodes 15 of these elements are separately connected to the respective drive circuits so as to receive signal voltages of 2 to 4 kV. When the individual element units are separately driven by the respective drive circuits, potential differences occur between adjacent elements because the signals are not in phase. In order to prevent a short circuit between these potential differences, electrode-less parts 16 are provided between the respective adjacent elements. The electrode-less parts 16 have a width of about 1 mm or more as shown in Fig. 2. These element units are electrically insulated. However, they are in close Contact is established. Consequently, the applicator can have a stable structure in this embodiment.

Der Applikator für die medizinische Ultraschallbehandlung wird durch eine Vielzahl Elementeeinheiten in der Gestalt von zwei Arten wie vorstehend beschrieben gebildet. Der Applikator hat Lücken minimaler Größe zwischen den entsprechenden aneinandergrenzenden Elementeeinheiten. Deshalb kann der Raumfaktor desselben verbessert werden. Darüberhinaus haben diese Elementeeinheiten eine identische Fläche. Folglich können Treiberschaltungen identischer Spezifikation verwendet werden. Das Ergebnis ist, daß das gesamte Gerät in seinem Aufbau vereinfacht sein kann.The applicator for medical ultrasonic treatment is constituted by a plurality of element units in the shape of two types as described above. The applicator has gaps of minimum size between the respective adjacent element units. Therefore, the space factor thereof can be improved. Moreover, these element units have an identical area. Consequently, drive circuits of identical specification can be used. The result is that the entire apparatus can be simplified in structure.

Außerdem wird entsprechend der vorliegenden Erfindung für einen Applikator für die medizinische Ultraschallbehandlung gesorgt, der ein sphärisches Ultraschallelement hat, das durch eine Vielzahl von Elementeeinheiten für das Erzeugen von Ultraschallenergie gebildet wird, wobei die Elementeeinheiten unter Verwendung von Schrauben losnehmbar an einer Grundplatte befestigt sind.Furthermore, according to the present invention, there is provided an applicator for medical ultrasound treatment having a spherical ultrasonic element formed by a plurality of element units for generating ultrasonic energy, the element units being removably secured to a base plate using screws.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A - A von Fig. 1. Bei Fig. 3 sind die Vorderseiten der Grundplatten 31 und 32 partielle Teile der sphärischen Fläche. Ein Loch 12 ist in der Mitte der sphärischen Fläche vorgesehen. Eine (nicht gezeigte) Ultraschall-Bildsonde wird in das Loch 12 eingesetzt. Die Grundplatten 31, 32 und andere umgebende Grundplatten (nicht gezeigt, aber insgesamt acht) haften entsprechend an entsprechenden Paaren von Elementeeinheiten 13a und 14a, 13b und 14b, 13c und 14c, 13d und 14d, 13e und 14e, 13f und 14f, 13g und 14g und 13h und 14h von Fig. 1. In Fig. 3 sind die Grundplatten 32 und 32 entsprechend durch Schrauben 34, 35, 36 und 37 an einer Tragscheibe 33 befestigt. Folglich können diese acht Grundplatten 31, 32 und andere unabhängig voneinander von der Tragscheibe 33 durch Lösen der Schrauben 34 bis 37, wenn erforderlich, entfernt werden. Lücken 38 bis 41 sind zwischen den Grundplatten 31 und 32 und den Elementeeinheiten 13b, 14b, 13f und 14f entsprechend vorgesehen.Fig. 3 is a sectional view taken along line A - A of Fig. 1. In Fig. 3, the front surfaces of the base plates 31 and 32 are partial parts of the spherical surface. A hole 12 is provided in the center of the spherical surface. An ultrasonic imaging probe (not shown) is inserted into the hole 12. The base plates 31, 32 and other surrounding base plates (not shown, but eight in total) are respectively adhered to corresponding pairs of element units 13a and 14a, 13b and 14b, 13c and 14c, 13d and 14d, 13e and 14e, 13f and 14f, 13g and 14g, and 13h and 14h of Fig. 1. In Fig. 3, the base plates 32 and 32 are respectively fixed to a support disk 33 by screws 34, 35, 36 and 37. Consequently, these eight base plates 31, 32 and others can be independently removed from the support disk 33 by loosening the screws 34 to 37 when required. Gaps 38 to 41 are provided between the base plates 31 and 32 and the element units 13b, 14b, 13f and 14f.

Signalleitungs-Durchgangsbohrungen 42 bis 45 sind vorgesehen, die die Tragscheibe 33 und die Grundplatten 31 und 32 durchbohren und die Lücken 38 bis 41 erreichen. Anschlüsse 46 bis 49 sind am Umfang der Tragscheibe 33 über L-förmige Elemente 50 und 51 vorgesehen. Die Signalelektroden 15 (in Fig. 2 gezeigt), die an der Rückseite der Elementeeinheiten 13b, 14b, 13f und 14f vorgesehen sind, sind entsprechend mit den Anschlüssen 46 bis 49 durch Signalleitungen 53 bis 56 über Signalleitungs-Durchgangsbohrungen 42 bis 45 verbunden. Masseleitungs-Durchgangsbohrungen 57 und 58 sind außerhalb der Signalleitungs-Durchgangsbohrungen 42 bis 45 vorgesehen. Die Elementeeinheiten 13b, 14b, 13f und 14f sind durch Massepotentialbrücken 10 an ihrer Vorderseite verbunden. Weiterhin sind die Vorderseiten der Elementeeinheiten 13b, 14b, 13f und 14f mit den äußeren Teilen der Anschlüsse 46 bis 49 durch Masseleitungen 59 und 60 über die Masseleitungs- Durchgangsbohrungen 57 und 58 verbunden.Signal line through holes 42 to 45 are provided, which penetrate the support disk 33 and the base plates 31 and 32 and reach the gaps 38 to 41. Terminals 46 to 49 are provided on the periphery of the support disk 33 via L-shaped members 50 and 51. The signal electrodes 15 (shown in Fig. 2) provided on the back of the element units 13b, 14b, 13f and 14f are respectively connected to the terminals 46 to 49 by signal lines 53 to 56 via signal line through holes 42 to 45. Ground line through holes 57 and 58 are provided outside the signal line through holes 42 to 45. The element units 13b, 14b, 13f and 14f are connected by ground potential bridges 10 at their front sides. Furthermore, the front sides of the element units 13b, 14b, 13f and 14f are connected to the outer parts of the terminals 46 to 49 by ground lines 59 and 60 via the ground line through holes 57 and 58.

Der vorstehend beschriebene Aufbau hat die folgenden Vorteile. Für den Fall, daß eine Elementeeinheit schadhaft wird und unfähig ist, notwendige Operationen auszuführen, kann nämlich die schadhafte Elementeeinheit leicht durch Lösen von Schrauben entfernt werden, damit sie repariert oder ersetzt werden kann.The above-described structure has the following advantages. In the event that an element unit becomes defective and is unable to perform necessary operations, the defective element unit can be easily removed by loosening screws so that it can be repaired or replaced.

Wie vorstehend beschrieben, gestattet bei dieser Ausführungsform die Verwendung von Schrauben, daß die Elementeeinheiten entfernt werden können. Folglich kann eine Reparatur oder ein Auswechseln der Elementeeinheit leicht durchgeführt werden. Das Ergebnis ist, daß der Applikator für die medizinische Ultraschallbehandlung immer die Ultraschallenergie auf einem erforderlichen maximalen Betrag halten kann. Außerdem werden die konventionellen Elementeeinheiten an der Grundplatte mit Hilfe eines Klebers befestigt. Der Befestigungsprozeß der Elementeeinheiten sollte in einem Zustand durchgeführt werden, in dem alle Brennpunkte der Elementeeinheiten genau zusammenfallen. Dies erfordert eine mühsame und komplizierte Prozedur bei der Herstellung.As described above, in this embodiment, the use of screws allows the element units to be removed. Consequently, repair or replacement of the element unit can be easily carried out. The result is that the medical ultrasound applicator can always maintain the ultrasonic energy at a required maximum level. In addition, the conventional element units are attached to the base plate by means of an adhesive. The attachment process of the element units should in a state in which all the focal points of the element units coincide exactly. This requires a laborious and complicated procedure in the production.

Im Gegensatz dazu können bei dieser Ausführungsform zuerst die Elementeeinheiten grob an der Grundplatte unter Verwendung von Schrauben befestigt werden. Danach kann die Feineinstellung des Fokussierens der Elementeeinheiten durch Verwendung von Schrauben durchgeführt werden. Dies kann die vorstehend erwähnten mühsamen und komplizierten Prozeduren bei der Herstellung nennenswert reduzieren. Zusätzlich besteht, wenn Kleber anstelle von Schrauben verwendet wird, die Gefahr, daß sich die Lage der Elementeeinheiten verschiebt, während der Kleber aushärtet Jedoch kann dieses Problem ebenfalls beseitigt werden. Die Anzahl der Paare von Elementeeinheiten ist nicht auf acht begrenzt, sondern es kann auch eine größere oder kleinere Anzahl von Paaren verwendet werden. Jedoch kann die Anzahl an Elementeeinheiten unter Berücksichtigung solcher Faktoren bestimmt werden, wie Verarbeitungstechniken von Fertigungsmaterialien, Möglichkeit einer Beschädigung und der Kosten, die für Reparaturen oder Auswechselungen notwendig sind.In contrast, in this embodiment, first, the element units can be roughly fixed to the base plate using screws. Thereafter, fine adjustment of the focusing of the element units can be performed using screws. This can significantly reduce the above-mentioned laborious and complicated procedures in manufacturing. In addition, when adhesive is used instead of screws, there is a risk that the position of the element units shifts while the adhesive hardens. However, this problem can also be eliminated. The number of pairs of element units is not limited to eight, but a larger or smaller number of pairs can be used. However, the number of element units can be determined taking into account such factors as processing techniques of manufacturing materials, possibility of damage, and the cost necessary for repairs or replacements.

Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform werden die Elementeeinheiten durch Schrauben an der Grundplatte befestigt. Jedoch können statt eines Schraubens auch viele andere Arten verwendet werden, solange die Elementeeinheiten leicht lösbar sind. Beispielsweise können die Elementeeinheiten und die Grundplatte durch Verwendung von Befestigungsteilen schichtweise angeordnet werden. Anderenfalls können sie unter Verwendung einer Magnetkraft aneinander angezogen werden. Gleichgültig, welche Konstruktion verwendet wird, man kann Vorteile, die jenen der vorliegenden Erfindung gleich sind, solange erhalten, wie die Feineinstellung der Lage der Elementeeinheiten durchgeführt werden kann.In the first and second embodiments, the element units are fixed to the base plate by screws. However, instead of screwing, many other ways can be used as long as the element units are easily detachable. For example, the element units and the base plate can be layered by using fasteners. Otherwise, they can be attracted to each other using a magnetic force. No matter which construction is used, advantages similar to those of the present invention can be obtained as long as the fine adjustment of the position of the element units can be performed.

Zusätzlich ist die Gestalt des Applikators nicht auf einen Kreis beschränkt. Desgleichen ist das Aussehen der Elementeeinheiten nicht auf eine Fächerf orm, einen Kreis oder ein Vieleck begrenzt. Speziell können irgendwelche Elementeeinheiten unterschiedlichen Aussehens wahlweise benutzt werden.In addition, the shape of the applicator is not limited to a circle. Likewise, the appearance of the element units is not limited to a fan shape, a circle or a polygon. Specifically, any element units with different appearances can be used optionally.

Weiterhin ist bei der vorstehenden Beschreibung die Ausführungsform bezogen auf ein Gerät für die Zerstörung von Kalksteinen in einem menschlichen Körper beschrieben worden. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf andere Geräte wie beispielsweise ein Ultraschall-Hyperthermiegerät angewendet werden.Furthermore, in the above description, the embodiment has been described with reference to an apparatus for destroying limestones in a human body. However, the present invention can also be applied to other apparatuses such as an ultrasonic hyperthermia apparatus.

Claims

1. Device for medical ultrasound treatment, which comprising:

an ultrasonic transducer assembly (11) for radiating ultrasonic energy, said transducer comprising a plurality of device transducer elements (13, 14) of two or more different shapes, but all having a surface area which is substantially the same, and each device element being individually removable.

2. Ultrasound device according to claim 1, in which the device elements are arranged radially and concentrically around a focal point of the transducer arrangement at a certain distance from one another.

3. Ultrasound device according to claim 2, in which all elements are arranged in a fan shape and in at least two concentric rings (13a, 13b, ... 14a, 14b ...), the elements in each ring having a different ratio of radial depth to circumferential length relative to those in the other ring or rings.

4. Ultrasound device according to one of the preceding claims, in which each device element has a ground potential electrode on one side thereof and a signal electrode (15) on the other side thereof.

5. An ultrasonic device according to claim 4, wherein the signal electrode of each device element has a surface area that is smaller than the surface area of the ground electrode side.

6. Ultrasound device according to claim 5, wherein each signal electrode is spaced at least 1 mm from the outer periphery of the device element.

7. An ultrasound device according to claim 1, comprising means (33) for receiving the plurality of device elements to form a partially spherically shaped side.

8. Medical ultrasound treatment device according to one of the preceding claims, which further comprises:

a support element (33);

a plurality of base plates (31, 32) detachably secured to the support member, each device transducer element (13, 14) being secured to one of the base plates; and wherein

each device transducer element (13, 14) is a piezoelectric element.

9. The device of claim 8, wherein each of the plurality of device elements has a partially spherically shaped surface.

10. Medical ultrasound treatment device according to claim 1, further comprising:

a support plate having a hole in the middle for the insertion of an ultrasound probe;

a plurality of base plates (32, 22) releasably secured to the support plate, said base plates having fan-shaped surfaces substantially equal in area to one another;

a plurality of pairs of fan-shaped device transducer elements (13, 14) having opposite sides and secured to the fan-shaped surfaces of the respective base plates, the elements of each pair having substantially the same surfaces and different shapes from one another;

a ground potential electrode provided on one side of each device element; and

a plurality of signal electrodes provided on the other side of each device element.

11. Device according to claim 8, which further has a plurality of electrode conductor-passing holes (42, 43, 44, 45) which pass through the support plate and the plurality of base plates attached thereto and extend to the other side of the corresponding device elements.